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Die Erfindung betrifft einen Druckmittelzylinder in doppeltwirkender Ausführung mit zwei, durch das Zylinderrohr, je eines der Endstücke, und einen Kolben definierten Arbeitsräumen, zumindest je einer Zufuhr-Öffnung für Arbeitsmedium zu jedem Arbeitsraum und zumindest je einer Ablass- Öffnung fur das Arbeitsmedium aus jedem Arbeitsraum, ein Ventil, insbesonders zur Ansteuerung eines derartigen Druckmittelzylinders, mit zumindest einem Eingang und zumindest einem Aus- gang für ein Arbeitsmedium sowie zumindest einem separaten Steuer-Anschluss, oder ein Wei- chenventil, insbesonders zur Ansteuerung eines derartigen Druckmittelzylinders, mit zumindest einem Anschluss und zumindest zwei Ausgängen für ein Arbeitsmedium sowie zumindest einem separaten Steuer-Anschluss, sowie eine druckmittelbetätigte Arbeitseinheit, umfassend zumindest eine Druckquelle,
zumindest einen Druckmittelzylinder, zumindest ein Ventil zur steuerbaren Ver- sorgung des Arbeitszylinders mit Arbeitsmedium und lediglich je einer Leitung pro Arbeitsraum des Zylinders fur das Arbeitsmedium zum Zylinder
Für die Umsetzung von beispielsweise pneumatischer Energie in mechanische Leistung sind mehrere Funktionen notwendig, die von verschiedenen Bauteilen, Elementen oder Bauteilgruppen der hier pneumatischen Arbeitseinheiten durchgeführt werden. So ist das Vorfahrsignal in ein Belüftungssignal des entsprechenden Arbeitsraumes des Arbeitszylinders und allenfalls ein Entlüf- tungssignal der Gegenkammer umzuwandeln, bzw sind diese Signale zu verknüpfen.
Dies wird bei herkommlichen Konstruktionen durch das Ventil bewerkstelligt, das auch für die Umlenkung der Netzdruckluft zum entsprechenden Arbeitsraum, die Öffnung der Gegenkammer zur Zyhnderent- lüftung und die Ableitung der Abluft in die Atmosphäre sorgt. Die Leitung sowohl der Netzdruckluft zum Zylinder, der rein die Umwandlung des Luftdrucks in mechanische Kraft über den Zylinderkol- ben besorgt, als auch der Abluft aus dem Zylinder in die Atmosphäre wird durch Pneumatik-Leitun- gen durchgeführt Dabei wurden bislang die Pneumatikzylinder über die gleiche Leitung belüftet und auch entlüftet, obwohl diese beiden Vorgänge unterschiedliche Querschnitte benötigten.
Die zur Ansteuerung von doppeltwirkenden Pneumatikzylindern verwendeten Ventile mussten bislang wegen der Funktion sowohl der Umlenkung des Druckmediums in die jeweilige Zylinderkammer als auch der Entlüftungssteuerung der jeweiligen Gegenkammer sehr grosse Baugrössen aufweisen - während viel Raum in den Endstucken der Pneumatikzylinder ungenutzt blieb Ähnlich stellt sich auch die Situation bei Hydraulikeinheiten dar
So zeigt die CH 657 424 einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder, bei welchem aber beide Arbeitsräume über ein gemeinsames Ventil und über jeweils nur eine Öffnung abwechselnd ange- steuert bzw entlüftet werden Das Umschalten, und daher auch das Entlüften jeweils eines der Arbeitsraume,
wird durch Ansteuerung des Ventils über einen zusätzlichen Steueranschluss be- wirkt
Der einfachwirkende Zylinder der DE 32 14 777 ist schon vom Grundaufbau her unterschied- lich, wobei die Auslass-Passage des Arbeitsraumes in den Bereich hinter den Kolben, d h in den Bereich des gegenüberliegenden Arbeitsraumes, führt Dann musste aber eine Verbindung mit die- sem zweiten Arbeitsraum gegeben sein, was aber für doppeltwirkende Arbeitszylinder nicht funktio- nieren kann.
Beim pneumatisch betätigten Linearantrieb der DE 40 12 968 erfolgen die Zufuhr als auch der Auslass des Arbeitsmediums über exakt die gleich Leitung Es ist aber kein Ventil vorhanden, wel- ches je nach anliegendem Druck an einer Zufuhr-Öffnung seinerseits eine separate Ablass-Öff- nung öffnet oder schliesst Ebenso sind die Leitungen des Arbeitszylinders für das Arbeitsmedium zu den Arbeitsraumen nicht über ein steuerbares Ventil entlastbar bzw entlüftbar.
Für jede der Zufuhr-Öffnungen zu einem Arbeitsraum des Druckzylinders der DE 12 39 948 ist eine separate, eigene Steuerleitung vorgesehen, nicht aber eine von der Zufuhr-Öffnung unter- schiedliche Auslass-Öffnung, die durch den Druck in eben der besagten Zufuhr-Öffnung - und nicht in einer zusätzlichen Steuerleitung - geöffnet oder geschlossen werden kann.
Die Problematik eines 3-Stellungs-Zylmders liegt der DE 33 37 969 zugrunde. Dieser Zylinder wird in herkömmlicher Weise durch eine Anordnung von 412-Wegeventilen mit dem Arbeitsmedium versorgt Der Entlüftung der Kolbenzwischenräume erfolgt über eine Art Rückschlagventil, auf wel- ches aber keinerlei Ruckwirkung von einer der Zufuhr-Leitungen für das Arbeitsmedium erfolgt.
Je eine Leitung für das Arbeitsmedium zu jedem der Arbeitsräume zeigt zwar auch die
DE 20 05 472, zeigt aber keine Konstruktion, bei welcher zusätzlich noch je eine Ablass-Öffnung pro Arbeitsraum vorhanden ist, die noch dazu mit einem Ventil versehen ist, das durch den an der
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Zufuhr-Öffnung anliegenden Druck gesteuert wird
Die DE 32 33 739 bezieht sich auf eine Einrichtung zur pneumatischen Rückstellung eines ein- fachwirkenden, über ein 312-Wegeventil angesteuerten Arbeitszylinders.
Darüber hinaus betrifft die beschriebene Entlüftung lediglich die überschüssige Luft, nachdem sich auf der der Arbeitsseite gegenüberliegenden Seite des Zylinders der vorbestimmte Rückstelldruck aufgebaut hat, und nicht eine Ablass-Öffnung, die über ein Ventil gesteuert ist, welches abhängig vom an der Zufuhr-Öff- nung anliegenden Druck öffnet oder schliesst und somit die Entlüftung desjenigen Arbeitsraumes steuert, der sich auf der gleichen (Arbeits-)Seite wie das Ventil befindet. Vielmehr steuert gemäss dem Vorhalt zu einem Teil der Druck an der Zufuhr-Öffnung das lediglich eine Entlüftungsventil fur die Überschuss-Luft, zum anderen Teil tut dies der Druck der komprimierten Luft in dem der Arbeitsseite gegenüberliegenden Zylinderraum (der als Druckspeicher wirkt).
Beim Zylinder der FR 2 264 469 ist pro Arbeitsraum eine Zufuhr-Leitung und-Öffnung für das Arbeitsmedium vorhanden, jedoch keine separate Ablass-Öffnung, da das Arbeitsmedium über die gleich Leitung zu- wie abgeführt wird. Beide Zufuhr-/Ablass-Leitungen führen durch eine Steuerein- richtung, welche vom Druck in der jeweils anderen Leitung entsperrbare Rückschlagventile für die beiden Leitungen enthält. Es wird also zum Ersten keine separate Ablass-Öffnung gesteuert und zum Zweiten das Ablassen des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum auch nicht durch den Druck an der Zufuhr-Öffnung dieses Arbeitsraumes, sondern durch den Druck in der Zufuhr-Leitung zum gegenüberliegenden Arbeitsraum. Auch ist keine gegenseitige Entlüftung bzw.
Entlastung der Lei- tungen für das Arbeitsmedium selbst über ein weiteres Ventil nahegelegt, sondern nur die Zufuhr- oder Abfuhr des Arbeitsmediums aus dem Zylinder.
Die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, Elemente für eine druckmittelbe- tätigte Arbeitseinheit und eine derartige, verbesserte Arbeitseinheit selbst zu schaffen, bei der eine kleinere Baugrösse zumindest des Ventils erreicht, der ohnehin vorhandene Raum, speziell im Zylinder besser ausgenutzt und das Leistungsvermögen der einzelnen Elemente besser und effi- zienter abgestimmt werden kann
Dieses Ziel wird zum Ersten mit einem Arbeitszylinder der eingangs genannten Art erfindungs- gemäss dadurch erreicht, dass jede der Ablass-Öffnungen jedes Arbeitsraumes am Zylinder mit einem Ventil versehen ist, das ausschliesslich durch den an der oder jeder Zufuhr-Öffnung anlie- genden Druck des Arbeitsmediums steuerbar ist.
Damit wird eine Bauteiigruppe für eine Funktion der druckmittelbetätigten, beispielsweise pneumatischen Arbeitseinheit vom Ventil in den Arbeits- zylinder, vorzugsweise in eines seiner Endstücke, verlegt, wo ohnehin ausreichend Platz fur die entsprechenden Einbauten vorhanden ist, ohne zu grösseren Dimensionen zu führen. Das Ventil selbst kann dagegen durch Wegfall der für die Auslass- bzw. Entlüftungssteuerung notwendigen Bauteile verkleinert werden. Beim erfindungsgemässen doppeltwirkenden Arbeitszylinder kann jeder Arbeitsraum steuerungstechnisch unabhängig vom anderen mit Druckmedium angesteuert werden und kann weiters jeder Arbeitsraum über ein Ventil entlastet werden, das ausschliesslich durch den an der Zufuhr-Öffnung zum selben Arbeitsraum anliegenden Druck steuerbar ist.
Eine noch weiter verbesserte Platzausnutzung ist gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform dadurch gegeben, dass in an sich bekannter Weise die Zufuhr-Öffnung und die Ablass-Öffnung direkt über eine Passage für das Arbeitsmedium miteinander in Verbindung stehen und das Ventil in dieser Passage eingebaut ist
Die optimale Platzausnutzung im Arbeitszylinder ist möglich, wenn wie an sich bekannt von der Zufuhr-Öffnung für das Arbeitsmedium parallel zur Passage zur Ablass-Öffnung ein Zufuhrkanal zum Arbeitsraum ausgeht.
Um den unterschiedlichen Anforderungen für Be- und Entlüftung bzw. für die Zu- und Abfüh- rung des Arbeitsmediums gerecht zu werden, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass in an sich bekannter Weise der Zufuhrkanal einen kleineren Querschnitt als die Passage zur Abiass-Offnung aufweist. Nun kann die Belüftung bzw. Zufuhr des Arbeitsmediums in einfacher Art und Weise und ohne baulichen Mehraufwand mit dem günstigen kleinen und die Entlüftung des Arbeitszylinders bzw. die Abführung des Arbeitsmediums mit dem optimalen grossen Querschnitt erfolgen.
Vorteilhafterweise und baulich sehr einfach kann bei Pneumatik-Systemen auch den Anforde- rungen des Lärmschutzes oder bei Hydraulik-Systemen den Strömungsphänomenen Rechnung getragen werden, wenn der Ablass-Öffnung ein Drosselelement und/oder Schalldämpfer nachge- schaltet ist.
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Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Ventil in an sich bekannter Weise durch ein frei bewegliches, die Passage abdeckendes Dichtelement gebildet, das zumindest zum Teil auch den Zufuhrkanal uberdeckt. Damit ist in einfacher und sehr funktionssicherer Weise die oben angesprochene Steuerung der Entlüftung in Abhängigkeit von der Belüftung bzw. des Ausströmens des Arbeitsmediums in Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung des Arbeitsrau- mes des Zylinders realisierbar.
Das eingangs beschriebene Ventil, welches insbesonders zur Ansteuerung eines erfindungs- gemässen pneumatischen Arbeitszylinders gedacht ist, ist gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung gekennzeichnet durch einen Ablass-Kanal für das Arbeitsmedium, ausgehend von einer Position zwischen dem Sperrelement des Ventils und dem zumindest einen Ausgang, wobei in die- sem Ablass-Kanal ein durch den am Steuer-Anschluss anliegenden Druck schaltbares Auslass- bzw.
Entlüftungssteuerventil vorgesehen ist Dieser Kanal kann im Ventilgehäuse selbst oder einem der im Ventil vorhandenen Elemente ausgearbeitet sein und führt damit zu keiner Vergrösse- rung von dessen Dimensionen Das Ventil muss daher nur gerade so gross sein, dass die unbe- dingt notwendigen Anschlüsse und Steuerelemente untergebracht werden, so dass durch diese Funktionsoptimierung auch die kleinstmogliche Baugrösse erzielt wird
Gemäss einer alternativen Ausführungsform könnte auch vorteilhafterweise ein elektrisch schaltbares Auslass- bzw. Entlüftungssteuerventil vorgesehen sein.
Für den doppelt-wirkenden Arbeitszylinder ist vorteilhafterweise ein Weichenventil wie ein- gangs beschrieben vorgesehen, gekennzeichnet durch je zumindest einen Ablass-Kanal von einer Position zwischen dem Ventilelement und jedem Ausgang, wobei in jedem Ablass-Kanal zumindest je ein durch den am Steuer-Anschluss anliegenden Druck schaltbares Auslass- bzw. Entiüftungs- steuerventil vorgesehen ist. Damit sind die gleichen Vorteile wie zuvor erwähnt für eine Anordnung erzielt, bei der der Netzluftanschluss bzw Anschluss der Quelle für das Druckmedium abwechselnd zu einer der beiden Arbeitskammern des Arbeitszylinders verbunden werden muss Gleiches gilt im Prinzip auch für ein elektrisch schaltbares Auslass- bzw Entluftungssteuerventil.
Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist bei einem als Wippenventil ausge- führten Weichenventil mit einem, durch den am Steuer-Anschluss anliegenden Druck zwischen zwei Schaltstellungen umschaltbaren Wippen-Dichtelement und zumindest einem, durch das Wip- pen-Dichtelement begrenzten Steuerraum vorgesehen, dass das Auslass- bzw.
Entlüftungssteuer- Ventil über zumindest eine Einrichtung zur Übermittlung des am Steuer-Anschluss anliegenden Druckes mit dem Steuerraum in Wirkverbindung steht Damit ist bei dieser Ventilkonstruktion mit kleinsten Schadräumen und selbst für grosse Mundungsquerschnitte schnellen Schaltzeiten und exakter Abdichtung eine unmittelbare, sichere und rasche Entlüftungssteuerung oder Steuerung des Ausströmens des Druckmediums aus dem Arbeitszylinder gewährleistet Aufgrund der für das Schalten ausreichenden kleinen Drehbewegungen der Wippe kann das erfindungsgemässe Ventil sehr klein und flach gebaut werden und kann einen schichtweisen Aufbau haben,
der sowohl beim Zusammenbau als auch bei allfälliger Reparatur eine sehr einfache Durchführung der Arbeiten gestattet Mit dem erfindungsgemässen Aufbau des Weichenventils ist eine kleinere Baugrösse erreichbar als selbst mit zwei Wippenventilen fur eine 5/2-Wege-Funktion.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass als Einrichtung zur Übermittlung des Drucks eine, einen Teil der Wandung des Steuerraumes bildende flexible Membran vorgesehen ist, die vorzugs- weise über einen Ventilschaft auf das eigentliche Dichtelement einwirkt, das den Ablass-Kanal sperrt oder freigibt Damit ist in baulich einfacher und sehr platzsparender Art und Weise eine besonders gute Schaltbarkeit des Auslass- bzw Entlüftungssteuerventils gewährleistet.
Selbstverständlich können unter optimaler Ausnutzung des vorhandenen Platzes und für beide Seiten, für welche eine Steuerung notwendig ist, die oben genannten Vorteile verdoppelt werden, wenn das Weichenventil einen auf beiden Seiten zumindest funktionell gleichen Aufbau aufweist
Eine erfindungsgemässe pneumatische Arbeitseinheit, umfasst zumindest eine Druckquelle, zumindest einen Druckmittelzylinder, zumindest ein Ventil zur steuerbaren Versorgung des Arbeits- zylinders mit Arbeitsmedium und zumindest eine Leitung für das Arbeitsmedium vom Ventil zum Arbeitszylinder und lediglich je eine Leitung pro Arbeitsraum des Zylinders für das Arbeitsmedium zum Zylinder, und ist zur funktionsoptimierten Auslegung der einzelnen Elemente,
der besseren
Platzausnutzung und Bauteilverklemerung- bzw Verringerung sowie der besseren Leistungsab- stimmung der Elemente dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen über zumindest ein steuer-
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bares Auslass- bzw. Entlüftungsventil entluftbar bzw. entlastbar sind, dass der Arbeitszylinder gemäss zumindest einem der obigen Absätze ausgebildet und seine Ablass-Öffnung freigehalten ist.
Um die bestmögliche und baulich einfachste Verknüpfung von Be- und Entlüftungsfunktion bzw. Zu- und Abführung des Arbeitsmediums zu erzielen ist beispielsweise vorgesehen, dass am Steuer-Anschluss des Auslass- bzw. Entlüftungsventils der Steuerdruck des Ventils anliegt.
Vorzugsweise und unter zusätzlicher Erzielung der dort genannten Vorteile ist die Arbeitsein- heit gekennzeichnet durch eine der oben beschriebenen Ventil-Anordnungen.
Die druckmittelbetätigte Arbeitseinheit kann gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform auch dadurch gekennzeichnet sein, dass der Arbeitszylinder gemäss zumindest einem der darauf abge- stellten Absätze ausgebildet ist und dass eine Weichenventil-Anordnung gemäss zumindest einem der obigen, darauf abgestellten Absätze vorgesehen ist.
Gemäss einem weiteren Erfindungsmerkmal ist im oder am Arbeitszylinder eine Steuerlogik- Anordnung vorgesehen, die Anschlüsse für die Kommunikation, vorzugsweise einen Feldbus, elek- trische Steuerung und Versorgung und für das Arbeitsmedium aufweist. Damit ist eine weitere Steigerung der Kompaktheit der Arbeitseinheit bei trotzdem noch erweiterter Vielseitigkeit möglich.
In der nachfolgenden Beschreibung sollen einige Ausführungsbeispiele für pneumatische Vari- anten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, wobei diese Beispiele jedoch in keiner Weise als Einschränkung der in den Patentansprüchen dargelegten all- gemeinen Erfindungsidee zu werten sind
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Arbeitszylinder, Fig. 2 ist eine teilweise Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemässen Weichenventils mit integrierten Entlüftungssteuerventilen, Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der im Weichenventil integ- rierten Entlüftungssteuerventile, Fig. 4 und Fig. 5 sind schematischen Schaltbilder von erfindungs- gemässen pneumatischen Arbeitseinheiten, Fig. 6 stellt ein Weichenventil in Wippenventil-Bauwei- se zusammen mit den zugehörigen Entlüftungssteuerventilen dar und Fig.
7 ist ein Weichenventil in Wippenventil-Bauweise mit integrierten Entlüftungssteuerventilen
Der in Fig. 1 dargestellte pneumatische Arbeitszylinder A, vorzugsweise mit Druckluft als Arbeitsmedium betätigt, besteht aus einem Zylinderrohr 1, dessen Enden mit einem Boden 2 und einem Deckel 3 abgeschlossen sind. In diesem Arbeitszylinder A ist durch das Arbeitsmedium ver- schiebbar ein Kolben 4 geführt, der über eine Kolbenstange 5, die abgedichtet durch den Deckel 3 hindurchgeführt ist, die mechanische Kraft auf das anzutreibende Element überträgt. Selbstver- ständlich ist die Erfindung aber in gleicher Weise auf kolbenstangenlose Zylinder und andere Arbeitsmedien ausser Druckluft anwendbar, beispielsweise auch auf hydraulische Arbeitsmedien.
Zwischen Boden 2 und Kolben 4 ist, für den dargestellten doppelt-wirkenden Arbeitszylinder A, ein erster Arbeitsraum 6 definiert und zwischen dem Deckel 3 und dem Kolben 4 ein zweiter Arbeitsraum 7, wobei je nach Beaufschlagung mit dem Arbeitsmedium und der Entlüftung jeweils der in Bewegungsnchtung des Kolbens 4 befindliche Arbeitsraum eine entlüftete Gegenkammer zum druckbeaufschlagten momentanen Arbeitsraum darstellt. Die Druckluft wird den Arbeitsräu- men über Anschlüsse 8a, 8b, die in die Zufuhr-Öffnungen 9a, 9b eingesetzt sind, zugeführt, wobei sie durch die Zufuhrkanäle 10a, 10b mit relativ geringem Querschnitt in die Arbeitsräume 6,7 gelangt Parallel zu diesen Zufuhr-Kanälen 10a, 10b geht von den Zufuhr-Öffnungen 9a, 9b je eine Passage 11 a, 11b aus, die zu zwei Ablass-Öffnungen 12a, 12b für die Luft aus den Arbeitsräumen 6, 7 führt.
An diesen Ablass-Öffnungen 12a, 12b sind keine Leitungen angeschlossen, sondern sie führen direkt oder vorzugsweise über einen Schalldämpfer bzw eine Geschwindigkeitsregulie- rungs-Drossel und einen anschliessenden Schalldämpfer (beide angedeutet dargestellt) in die Atmosphäre.
Die in der Zufuhr-Öffnung 9a, 9b liegende Mündung der Passage 11a, 11b bildet einen Ventil- sitz für ein in der Zufuhr-Öffnung 9a, 9b befindliches, vorzugsweise flaches Ventilelement 13a, 13b, das diese Mündung vollständig überdeckt und vorteilhafterweise auch die Mündung des parallel dazu verlaufenden Zufuhr-Kanals 10a, 10b zum Arbeitsraum 6 bzw. 7 zumindest teilweise uber- deckt. Wenn beispielsweise in den Arbeitsraum 6 über den zugeordneten, in der Zeichnung rechts liegenden Anschluss 8a Druckluft zugeführt wird, wird dadurch das rechte Ventilelement 13a auf seinen Sitz gedrückt und dichtet die Passage 11a zur rechten Ablass-Öffnung 12a ab.
Die Druck- luft gelangt am Ventilelement 13a vorbei in den Zufuhr-Kanal 10a und weiter in den Arbeitsraum 6
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Dadurch fährt in weiterer Folge der Kolben 4 nach links und die Kolbenstange 5 fährt aus. Wenn nun gleichzeitig der linke Anschluss, bewirkt uber ein Entlüftungssteuerventil, drucklos ist, kann die- se Kolbenbewegung die im nun die Gegenkammer darstellenden Arbeitsraum 7 das linke Ventil- element 13b von seinem Ventilsitz abheben, wodurch die Passage 11b freigegeben wird und die Luft aus der Gegenkammer durch die Ablass-Öffnung 12b in die Atmosphäre ausströmen kann
Sobald umgekehrt der rechte Anschluss 8a drucklos wird und der linke Anschluss 8b mit Druck- luft versorgt wird, kehren sich die Verhältnisse um und das linke Ventilelement 13b dichtet die Pas- sage 11b ab,
so dass die Druckluft sicher ausschliesslich in den Arbeitsraum 7 geleitet wird. Auf der Gegenseite drückt die zurückgedrängte Luft aus der nunmehrigen Gegenkammer 6 das Ventilele- ment 13a hoch, sobald der Anschluss 8a drucklos wird und die Luft kann über die Passage 11a und die Ablass-Öffnung 12a entweichen. Für flussige Arbeitsmedien können andere Ventilkonstrukti- onen sinnvoll und notwendig sein, was aber am Prinzip und der Wirkungsweise nichts ändert
Mit einem derartigen Arbeitszylinder A mit integrierter Druckentlastung- bzw.
Entlüftung kann beim Ventil V, beispielsweise in der Ausführung der Fig. 2, die Entlüftungsventil-Anordnung vermie- den und die Baugrösse entsprechend verkleinert werden Im Gehäuse 14 des Ventils V ist das eigentliche Ventilelement 15 verschiebbar gelagert, welches Ventilelement 15 in an sich bekannter Weise einen Druckluftanschluss 16 wechselweise mit den beiden Arbeitsanschlüssen 17a und 17b verbindet, welche Arbeitsanschlüsse 17a, 17b über Druckleitungen und die Anschlüsse 8a bzw. 8b am Arbeitszylinder A dessen Arbeitsräume 6 und 7 mit Druckluft versorgen. Dabei wird das Ventil- element 15 durch einen Steuerdruck beaufschlagt, der über die Steueranschlüsse 18 eingeleitet wird.
Um nun in einfacher Weise die Entlüftungssteuer-Funktion für die Druckleitungen zu den An- schlüssen 8a bzw. 8b am Arbeitszylinder in das Ventil zu integrieren, kann gemäss einer Ausfüh- rungsform des Ventils ein Ablass-Kanal 19 vorgesehen sein, der vom einer Position zwischen dem entsprechenden Ausgang 17a, 17b des Ventils V und dem eigentlichen Ventilelement 15 zu einer Ablass-Öffnung 19a in die Atmosphäre fuhrt. Dieser Ablass-Kanal 19 wird durch ein Ventilelement 20 verschlossen, solange der zugehörige Ausgang mit der Druckluftquelle verbunden ist. Sobald das Steuersignal zum Umschalten der Bewegungsrichtung kommt, in Fig. 3 durch Beaufschlagung des Raumes 21 mit dem Steuerdruck, wird über den Ventilkolben 22 das Ventilelement 20 von sei- nem Sitz abgehoben und gibt die Verbindung vom Ablass-Kanal 19 über die Ablass-Öffnung 19a in die Atmosphäre frei.
Die Druckleitung wird dadurch drucklos und im Arbeitszylinder A kann das Ventilelement 13a, 13b durch die aus dem zuvor mit Druckluft beaufschlagten Arbeitsraum abge- hoben und der entsprechende Arbeitsraum entlüftet werden.
Selbstverständlich kann die eben beschriebene Entlüftungsfunktion auch durch separate Ent- lüftungssteuerventile 24 bewirkt werden, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist, wobei die Arbeitsluft- Leitungen durch volle Linien und die Steuerluft-Leitungen durch strichlierte Linien symbolisiert sind.
Bei der hier gezeigten pneumatischen Arbeitseinheit ist die Druckluftquelle 25 über ein Weichen- ventil V mit dem Arbeitszylinder A verbunden. Der Arbeitszylinder A hat zwei Entluftungsventile 27a und 27b, beispielsweise wie in Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, integriert.
Die Steuerluft-Leitungen 28a, 28b führen sowohl zum Weichenventil V als auch zu den beiden Entlüftungssteuerventilen 24a, 24b, die Ablass-Leitungen in den Druckluftleitungen 29a und 29b zum Arbeitszylinder A sperren oder freigeben Wenn beispielsweise die rechte Steuerluft-Leitung 28a mit dem Steuerdruck beaufschlagt ist, gibt das Weichenventil V die Druckluftverbindung zum rechten Arbeitsraum 6 des Arbeitszylinders A frei. Gleichzeitig wird, da der Vorsteuerdruck parallel dazu auch am rechten Entlüftungssteuerventil 24a angelegt ist, dieses in eine Stellung gebracht, in der die Verbindung der linken Druckluftleitung 29b zur Atmosphäre freigegeben und diese Leitung daher drucklos gemacht ist.
Damit ist auch das Entlüftungsventil 27b freigegeben und der linke Arbeitsraum 7 kann in die Atmosphäre entlüftet werden Das linke Entluftungssteuerventil 24b ist, da kein Steuerdruck anliegt, in der geschlossenen Stellung.
Anstelle zweier Entluftungssteuerventile 24a und 24b kann, wie in Fig 5 dargestellt, auch ein einzelnes Entlüftungssteuerventil 30 vorgesehen sein, dessen beide Eingange mit jeweils einer der beiden Druckleitungen 29a und 29b verbunden sind und dessen Ausgang in die Atmosphäre führt Das Entlüftungssteuerventil 30 ist beispielsweise em herkömmliches 3/2-Wegeventil, ebenso wie das Weichenventil V Wenn die linke Steuerleitung 28b mit dem Steuerdruck beaufschlagt ist, gelangt die Druckluft aus der Druckluftquelle 25 über die Druckleitung 29b zum linken Arbeitsraum
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7. Gleichzeitig wird das Entlüftungssteuerventil durch den parallel auch hier anliegenden Steuer- druck in eine Stellung gebracht, in der die rechte Druckleitung 29a über das Entlüftungssteuerventil 30 in die Atmosphäre entlüftet und damit drucklos wird.
Damit ist das rechte Entlüftungsventil 27a im Arbeitszylinder A entlastet und die Luft kann aus dem rechten Arbeitsraum 6, der somit eine entlüftete Gegenkammer ist, über dieses Ventil 27a in die Atmosphäre entweichen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform für das Weichenventil ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist als Weichenventil ein Wippenventil W vorgesehen. Eine um eine Drehachse bewegliche, im wesentlichen starre Wippe 31 aus z.B. Metall ist in einem Ventilgehäuse 32 gela- gert. Die Wippe 31 ist beispielsweise zwischen zwei Elastomerdichtelemente 33 - für höhere Drük- ke vorzugsweise gewebeverstärkt - eingebettet und um die Drehachse D schwenkbar. Das Gehäu- se 32 weist zumindest einen Versorgungsanschluss zur Verbindung mit der Druckluftquelle 25 und zwei Arbeitsanschlüsse auf, von denen die Druckleitungen 29a, 29b zum Arbeitszylinder A aus- gehen.
Wenn über die Steuerleitung 28a ein Vorsteuerdruck von einer Grösse angelegt wird, der auf den rechten Teil der Wippe 31 eine Kraft ausübt, die grösser ist als die durch den Versorgungs- druck an P auf den rechten Schenkel der Wippe 1 ausgeübte Kraft, wird die Wippe 31 zusammen mit den Elastomerdichtelementen 33 in die in Fig. 6 dargestellte Lage bewegt, in der die Wippe 31 den rechten Ventilsitz verschliesst und über den linken Arbeitsanschluss die Druckluftquelle 25 über die Druckleitung 29b mit einem Arbeitsraum des Arbeitszylinders A verbindet. Der andere Arbeits- anschluss ist geschlossen.
Da die Steuerleitung 28a auch das Entlüftungssteuerventil 24a mit dem Steuerdruck beaufschlagt, öffnet dieses die Verbindung von der rechten Druckleitung 29a zur Atmosphäre und macht diese Leitung damit drucklos, wodurch auch das rechte Entlüftungsventil 27a im Arbeitszylinder A öffnen und den entsprechenden Arbeitsraum in die Atmosphäre entlüften kann.
Besonders klein bauend und zur Erzielung einer pneumatischen Arbeitseinheit mit moglichst wenig Komponenten ist die Ausführungsform des Wippen-Weichenventils W der Fig. 6 oder 7 vor- teilhaft. In dessen Gehäuse 32 ist ein Einsatz E mit zwei Entlüftungssteuerventilen eingebaut Die Steuerräume 34a, 34b für die Betätigung der Wippe 31 sind jeweils mit einer durch eine flexible Membran 35 abgedichteten Öffnung versehen, über welche Membranen 35 der jeweils im Steuer- raum 34a, 34b herrschende Druck zur Betätigung der Dichtelemente 36a, 36b der Entlüftungs- steuerventile auf diese übertragen wird, vorzugsweise über die Ventilschäfte 37a, 37b.
Von den Arbeitsanschlüssen zu den Druckleitungen 29a, 29b führen Ablass-Kanäle 38a, 38b vorbei an der Wippe 31 zu den Entlüftungssteuerventilen und weiter zu Ablass-Öffnungen in die Atmosphäre In der dargestellten Stellung des Wippen-Weichenventils W mit Beaufschlagung des linken Steuer- raums 34b mit dem Steuerdruck würde dieser Steuerdruck auch über die Membran 35b und den Ventilschaft 37b das Ventilelement 36b des linken Entlüftungssteuerventils von seinem Ventilsitz abheben und den Ablass-Kanal 38b freigeben. Der linke Arbeitsanschluss ist in dieser Stellung gegen die Druckluftquelle 25 hin abgeschlossen, ist aber über den Ablass-Kanal 38b in die Atmos- phäre entlüftet und damit drucklos gemacht.
Der rechte Arbeitsanschluss der Druckleitung 29a steht mit der Druckluftquelle 25 in Verbindung und versorgt einen der Arbeitsräume des Arbeitszy- linders mit Druckluft. Das rechte Entlüftungssteuerventil hält dabei den Ablass-Kanal 38a geschlos- sen
Eine Erweiterung der Anwendungsmoglichkeiten und Erhöhung der Anzahl von möglichen Arbeitsablaufen kann mit einer sehr kompakten Anordnung erzielt werden, bei der im oder am Arbeitszylinder A eine Steuerlogik-Anordnung integriert ist. Diese kann an den Arbeitszylinder angeflanscht oder auch ein vorzugsweise eines seiner Endstücke integriert sein. Von der zentralen Steuereinheit gehen Verbindungsleitungen zu dieser Steuerlogik-Anordnung im oder am Arbeits- zylinder, die der Kommunikation, der elektrischen Steuerung, der Energieversorgung und der Ver- sorgung mit dem Arbeitsmedium dienen.
Als Kommunikationssystem ist dabei vorzugsweise ein Feldbus vorgesehen. Die Steuerlogik-Anordnung kann auch Stell- oder Positionssignale von bei- spielsweise Endlagen- oder Stellungssensoren im oder am Arbeitszylinder oder von diesem betä- tigten Elementen auswerten und zur Auslösung entsprechende Aktionen die Steuerventile ansteu- ern bzw. diese Signale und Aktionen über die Kommunikationsleitungen an die Steuereinheit rück- melden.